职业教育数字化改造建设研究

杨艳峰

摘 要：机床夹具设计课程是机械制造及自动化专业重要的专业课程。为了提高该课程的教学质量，本文着重从采用数字化教育平台、采用虚拟仿真教学、增加课程设计、改变教学方案四个方面对机床夹具设计课程教学进行数字化改造。通过对该课程的教学改革可调动学生的学习主动性，提高课程的教学效果。

关键词：机床夹具设计 数字化改造 教学改革

1 引言

2022年2月，我国教育部提出实施教育数字化战略行动，建设国家智慧教育公共服务平台[1]。随后，教育部职业教育与成人教育司表示，将打造职业教育数字化“1+5”体系，即职业教育决策大脑系统和决策支持中心、专业教学资源中心、精品在线开放课程中心、虚拟仿真实习实训中心、职业学校治理能力提升中心，以数字化转型整体驱动教学模式和治理方式变革[2]。综上，职业教育数字化转型已成为发展共识和自觉行动。

《机床夹具设计》是机械制造及自动化专业一门重要的专业课程，机床夹具主要是为满足零件加工工艺而设计的工装。本课程的主要学习内容有：工件在夹具中的定位、夹紧装置设计、钻床夹具设计、车床夹具设计、铣床夹具设计，该门课程的学习需要有机械制图、机械基础、互换性与公差等专业基础课程作为支撑。随着科学技术的发展以及国家教育体系的不断完善，出现了很多现代的夹具设计方法以及新颖的教学方式，为了紧跟国家数字化驱动教学模式的步伐。本文对数字背景下的《机床夹具设计》高职课程教学改革問题进行了研究，对于《机床夹具设计》及相关专业课程的教学改革具有重要的实践意义[3]。

2 传统《机床夹具设计》课程教学存在的问题

（1）课程定位不清晰

国内职业院校的《机床夹具设计》教材一般都是由本科院校的教材删减和组合而成，但是职业院校更注重动手实践能力，而本科院校更偏向于理论研究，这就导致目前职业院校《机床夹具设计》的教学方案与人才培养目标有很大的差异。[4]。

（2）课程教学形式单一

传统的《机床夹具设计》课程主要以前期理论讲授为主，后期课程实践为辅的教学方案。这就导致学生在前期学习时积极性不高从而对课程产生厌烦心理，后期动手实践时由于基础理论知识掌握的不够扎实，课程实践效果较差[4]。

（3）教学效果考核不完善

职业教育的主要目的是让学生掌握一种技能，由于受传统应试教育的影响，目前职业教育的考核方式还主要以理论考试为主，对学生的动手实践能力考查较少，考核评价措施不够完善。

3 《机床夹具设计》课程数字化改造策略

（1）采用数字化教育平台——优慕课

优慕课平台由原清华大学教育技术研究所数字化学习研究与应用中心于2014年10月整体改制组建，并于2016年1月与清华大学（教育研究院）签署战略合作协议，共同构建科研-教学-产业融合创新模式。其特点有：支持基于微视频的交互式学习，支持微视频导向的即时测试反馈、跨模块多维度学习分析和评价、基于学习社区和站外社交网站的讨论与分享等；以教师为中心进行课程建设，支持个性化、多种模式教学设计；以学习者为中心呈现学习内容和活动，支持按知识单元或教学进程进行学习导航；支持PBL、Seminar、本科科研等开放性的研究型教学模式；支持精品资源共享课程和视频公开课程的申报、建设与校内评审，支持网络课程与精品课程内容复用，减少教师重复劳动，带动优质教学资源的长期共建共享；以资源建设为主线，支持教师个性化定制资源推送策略，支持将校内专业与专题资源、联盟课程、国内外开放课程等直接推送至个人资源库，实现共享应用；以专业建设为主线，支持教学管理部门针对专业与课程进行统一建设、管理、评价，实现网络课程、精品开放课程、优质教学资源与专业建设成果的对外关联展示；以在线教育综合平台400多家合作院校网络课程建设成果为基础，搭建全国范围内的校际资源共享联盟，分享教学成果，促进校际交流。

利用优慕课平台创建基于主动学习能力培育的数字化教学平台，构建课上与课下、线上与线下、理论与实践相贯穿的教学新模式[5]。

①共享教育资源

在优慕课的课程资源模块，学生可以随时学习教师上传的学习资源，也可以通过留言的方式将学习中的疑问及时反馈或者与同学进行交流，以便于学生进行课前预习和课后知识的巩固，如图1所示。例如在讲解六点定位原理时，可以在平台上提前布置学习任务，让学生提前复习机械基础关于自由度的知识，在正式上课时可以通过随堂教学模块完成课堂点名、课堂互动以及在线测试。同时教师可以共享优秀的教学资源，互相沟通教学中存在的问题，及时更新完善优慕课平台的资源，以提高教学质量。

②掌握学习动态

利用优慕课平台的学习分析模块，教师可以精准掌握学生的测试情况、作业完成情况、单元学习情况，如图2所示。根据学习分析模块得到的数据，教师可以及时更新教学方案，在学生掌握比较好的知识点，在线下上课时可以作简单的介绍，在学生掌握较差的知识点，在上课时可以着重进行讲解，这样在教学时可以把握重点，使学生能更好地理解课程相关知识。同时这些数据可作为学生期末成绩的一部分，以实现学生的多元化考核。

③线上教学

近年来因新冠肺炎疫情的影响线上学习成为主要的教学方式，利用优慕课的课堂直播模块，教师可以和学生进行实时的互动，学生考勤的记录、回答问题的记录、在线测试的记录都会保存下来，通过这些数据教师可以对学生的上课表现进行评分，比线下课堂中转瞬即逝的表现方式更方便教师对学生做出合适的评价和考核[6]。

（2）采用虚拟仿真教学

在机床夹具设计课程教学中，可以引入SolidWorks软件作为机床夹具设计的辅助工具，这有助于将抽象的概念进行形象化，有助于学生对知识点的掌握，提高学生对知识的应用能力[7]。例如机床夹具设计中的工件定位、基准、定位误差等知识点比较抽象，学生较难理解。利用SolidWorks完成常见钻床夹具、车床夹具、铣床夹具的建模及装配，教学效果明显，如图4所示。

（3）增加课程设计

由于《机床夹具设计》课程的课时限制，该课程的传统教学方案只有理论+课堂实践，学生对机床夹具的相关理论知识掌握的还不够透彻。综合考虑可以将《机床夹具设计》的课程设计与《机械基础》的课程设计融合到一起，使学生通过课程设计，学会设计常用的机械机构、掌握零件设计的尺寸公差等级选用以及完成零件工装夹具设计的能力。

（4）改变教学方案

改变传统的纯理论教学方法，《机床夹具设计》课程一体化的发展创新，要注重在课程理论、虚拟操作以及实践方面下功夫。三者的有机结合，相互配合才能真正做到一体化发展[8]。在讲解理论知识时，要注意引入一些企业中常用的机床夹具，注意调动学生的积极性，防止学生对这门课程产生厌烦心理。其次要注意合理应用数字化教育平台：①课前预习，使学生提前在优慕课平台上预习相关知识点，教师可以根据预习情况对线下授课的内容及重点进行调整；②课后作业，教师可以通过优慕课平台的作业模块发布每次课程后的作业，教师可以設置作业的分值、难易程度以及作业提交的截止时间，通过这种方式来检验学生对知识点的掌握情况；③在线测试，在线下授课时可利用优慕课平台及时与学生进行互动，以活跃课堂的氛围，了解学生对该部分知识的掌握情况。在虚拟建模的过程中要注意引导学生进一步掌握基础的理论知识，学会应用计算机辅助软件来实现机床夹具的设计。在教学实践环节方面可以引入现代便携式的拼装夹具，学生只需要根据设计方法进行零部件的挑选，就可以迅速搭建钻、铣、镗等各种不同机床使用的夹具类型，极大地提高了效率。最后，要进行全方位的评价来确定学生的学习成绩。例如将学生出勤率、在线测试成绩、优慕课平台学习记录、提交作业成绩、期末考试成绩、课程实践成绩、课程设计成绩等按一定比率进行分配，在课程结束后实现对学生成绩的综合测评。

4 结语

本文分析了目前《机床夹具设计》教学及考核中存在的问题，针对职业教育数字化改革的特点，提出采用数字化教育平台、采用虚拟仿真教学、增加课程设计、改变教学方案等机床夹具设计课程数字化教学模式构建策略。通过对《机床夹具设计》的职业教育数字化改造，可调动学生学习主动性和提高学生动手实践能力，改善了传统教学中存在的问题，提高了该课程的教学效果。

基金项目：杨凌职业技术学院2022年校内教育教学改革研究项目《职业教育数字化改造建设研究》，项目编号：JG22038。

参考文献：

[1]教育部.教育部2022年工作要点[EB/OL].（2022-02-08）[2022-05-19]. http：//www.moe.gov.cn/jyb_sjzl/moe_164/202202/t20220208_597666.html.

[2]教育部职业教育与成人教育司.关于 2022 年职业教育重点工作介绍[EB/OL].（2022-02-23）[2022-05-19].http：//www.moe.gov.cn/fbh/live/2022/53982/sfcl/202202/t20220223_601491.html.

[3]张国智，周宁，李文星.数字时代下“机床夹具设计”教学模式[J].新乡学院学报（自然科学版），2010，27（05）：92-93.

[4]卢香利，李宏策.高职《机床夹具设计》课程教学及考核改革探讨[J].读与写（教育教学刊），2016，13（03）：37-38.DOI：10.16071/j.cnki.cn51-1650/g4.2016.03.026.

[5]安瑞鑫，闫晓霖.基于优慕课的物理化学线上线下混合式教学初探[J].广州化工，2021，49（17）：165-166.

[6]赵玉萍，彭剑，储爱民.基于慕课的《理论力学》课程线上教学的实践与思考[J].广西物理，2021，42（01）：91-94.

[7]任云，周仙娥，唐伟峰.SolidWorks软件在机械专业课程教学中融合应用研究[J].机械工程师，2020（11）：17-19.

[8]罗洁.机床夹具设计课程一体化教学模式构建[J].学园，2019，12（19）：67-68.